KR20210135422A - 고 종횡비 （ｈａｒ） 구조의 스택의 시프트 및 기울기의 t­xcd(투과성 x 선 임계 치수) 특성 - Google Patents

고 종횡비 （ｈａｒ） 구조의 스택의 시프트 및 기울기의 t­xcd(투과성 x 선 임계 치수) 특성 Download PDF

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Abstract

X-선 측정 방법은 X-선 빔을 생성하고 서로 위에 적층된 적어도 제1 및 제2 계층을 포함하는 샘플에 상기 X-선 빔을 지향시키는 단계를 포함하며, 상기 X-선 빔은 상기 제1 및 제2 계층이 각각 제1 및 제2 고 종횡비(HAR) 구조를 포함하는 샘플 위치에 입사한다. 상기 샘플과 상기 X-선 빔 사이의 기울기 각도의 함수로서 상기 X-선 빔에 응답하여 상기 샘플 위치로부터 방출되는 X-선 산란 프로파일이 측정된다. 상기 기울기 각도의 함수로서 측정된 상기 X-선 산란 프로파일에 기초하여 상기 제1 및 제2 계층과 상기 제1 및 제2 계층의 특징 기울기 사이의 시프트가 추정된다.

Description

고 종횡비 （ＨＡＲ） 구조의 스택의 시프트 및 기울기의 T­XCD(투과성 X 선 임계 치수) 특성{TRANSMISSION X-RAY CRITICAL DIMENSION(T­XCD) CHARACTERIZATION OF SHIFT AND TILT OF STACKS OF HIGH­ASPECT­RATIO （ＨＡＲ） STRUCTURES}
본 발명은 일반적으로 재료 및 공정 분석에 관한 것으로, 특히 샘플의 표면 분석을 위해 X-선을 사용하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
샘플 분석을 위한 다양한 기술이 당 업계에 공지되어 있다. 일부 기술은 샘플에 X-선을 조사하고 결과적인 산란 신호를 측정한다. 예를 들어, 그의 개시가 본 명세서에 참조로 통합된 PCT 국제 공개 WO 2020/008420은, (i) 각각의 SAXS 패턴이 위치 감지 센서에 의해 검출된 산란된 X-선의 각도 강도 분포를 나타내는, 샘플을 조사하는 X-선 빔과 샘플 사이의 다른 각도 관계 또는 평면 공간 관계 중 적어도 하나에 대한 상이한 작은 각도의 X-선 산란(SAXS) 패턴을 획득하고; (ii) 상이한 SAXS 패턴들 중 적어도 일부에 대해, 제1 복수의 합을 제공하기 위해 각도 강도 분포의 적어도 하나의 각도 범위 내의 강도의 적어도 하나의 합을 계산하고; 및 (iii) 적어도 상기 제1 복수의 합에 기초하여 고 종횡비(HAR) 구멍들의 어레이의 배향을 판정함;으로써, 샘플의 HAR의 구조의 상기 어레이의 배향을 판정할 수 있는 시스템을 기술한다.
다른 예로서, 미국 특허 10,352,695는 T-SAXS(transmission small-angle x-ray scattering) 기술을 사용하여 수직으로 제조된 장치들의 고 종횡비의 치수 및 재료 속성을 특성화하는 방법 및 시스템을 기술한다. 예시적인 구조는 스핀 전달 토크 랜덤 액세스 메모리(STT-RAM), 수직 NAND 메모리(V-NAND), 동적 랜덤 액세스 메모리(DRAM), 3차원 플래시 메모리(3D-FLASH), 저항성 랜덤 액세스 메모리(Re-RAM) 및 PC-RAM을 포함한다. 일 양태에서, T-SAXS 측정은 수직 입사각 근처에서 더 조밀하게 집중되고 수직 입사각에서 더 먼 배향에서 덜 조밀하게 집중되는 다수의 상이한 배향에서 수행된다. 추가 양태에서, T-SAXS 측정 데이터는 검출된 회절 차수의 측정된 강도에 기초하여 측정된 구조의 이미지를 생성하는 데 사용된다.
미국 특허 제9,606,073호는, 평면에 의해 분리된 제1 및 제2 영역을 정의하는, 축을 가진 평면에 샘플을 유지하는 샘플 지지물을 포함하는 장치를 기술한다. 제1 영역의 소스 마운트는 축에 대해 회전하고, 소스 마운트 상의 X-선 소스는 축에 직교하는 빔 축을 따라 제1 및 제2 각도로 X-선의 제1 및 제2 입사 빔이 샘플에 충돌하도록 지향시킨다. 제2 영역의 검출기 마운트는 축과 직교하는 평면에서 이동하고 검출기 마운트 상의 X-선 검출기는 제1 및 제2 입사 빔에 응답하여 샘플을 통해 전송된 X-선의 제1 및 제2 회절된 빔을 수신하고, 및 수신된 제1 및 제2 회절 빔에 응답하여 제1 및 제2 신호를 각각 출력한다. 프로세서는 샘플 표면의 프로파일을 판정하기 위해 제1 및 제2 신호를 분석한다.
본 발명에 따르면, 재료 및 공정 분석에 관한 것으로, 특히 샘플의 표면 분석을 위해 X-선을 사용하는 시스템 및 방법이 제공된다.
이하에서 설명하는 본 발명의 일 실시 예는 X-선 측정 방법으로서, 상기 방법은 X-선 빔을 생성하고 서로 적층된 적어도 제1 및 제2 계층을 포함하는 샘플에 상기 X-선 빔을 지향시키는 단계를 포함하고, 상기 X-선은 상기 제1 및 제2 계층이 각각의 제1 및 제2 고 종횡비(HAR) 구조를 포함하는 샘플 위치에 입사한다. 상기 샘플과 상기 X-선 빔 사이의 기울기 각도의 함수로서 상기 X-선 빔에 응답하여 상기 샘플 위치에서 방출되는 X-선 산란 프로파일이 측정된다. 상기 기울기 각도의 함수로서 측정된 상기 X-선 산란 프로파일에 기초하여 상기 제1 및 제2 층과 상기 제1 및 제2 계층의 특징 기울기 사이의 시프트가 추정된다.
일부 실시 예에서, 상기 제1 및 제2 계층의 특징 기울기를 추정하는 단계는: 상기 제1 및 제2 계층의 평균 기울기, 상기 제1 및 제2 계층의 극한 기울기, 및 상기 제1 계층과 제2 계층 사이의 상대적 기울기 중 하나 이상을 추정하는 단계를 포함한다.
일부 실시 예에서, 상기 시프트 및 특징 기울기를 추정하는 단계는: 상기 상대적 시프트 및 상기 특징 기울기의 함수로서 X-선 산란 프로파일의 모델을 정의하는 단계, 상기 모델에 대해 측정된 상기 X-선 산란 프로파일 사이의 피트를 계산하는 단계, 및 상기 피트로부터 상기 추정된 시프트와 특징 기울기를 추출하는 단계를 포함한다.
일 실시 예에서, 상기 피트를 계산하는 단계는 상기 측정된 X-선 산란 프로파일에 회귀 모델을 적용하는 단계를 포함한다. 다른 실시 예에서, 상기 피트를 계산하는 단계는: 상기 X-선 산란 프로파일에 다수의 피크를 포함하는 함수를 피팅하는 단계, 및 (i) 상기 피크들의 상대적 강도 및 (ii) 상기 측정된 X-선 산란 프로파일에 가장 잘 매칭하는 중앙 피크의 각도 위치에 대한 회귀 모델의 해를 구하는 단계;를 포함한다.
일부 실시 예에서, 상기 시프트 및 상기 특징 기울기를 추정하는 단계는 상기 측정된 X-선 산란 프로파일과 가장 잘 매칭하는 각도 위치 및 상기 상대적 강도로부터 상기 시프트 및 상기 특징 기울기를 추론하는 단계를 포함한다.
다른 실시 예에서, 상기 피팅을 계산하는 단계는 비선형 회귀 모델을 상기 측정된 X-선 산란 프로파일에 적용하는 단계를 포함한다.
일부 실시 예에서, 상기 시프트 및 상기 특징 기울기를 추정하는 단계는 상기 측정된 X-선 산란 프로파일에 기계 학습 모델을 적용하는 단계를 포함한다.
일 실시 예에서, 상기 X-선 산란 프로파일을 측정하는 단계는 다수의 상이한 각도 범위로부터의 다수의 X-선 산란 측정을 결합된 측정된 X-선 산란 프로파일로 결합하는 단계를 포함한다.
일부 실시 예에서, 상기 HAR 구조는 구멍이다.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, X-선 측정을 위한 시스템이 추가로 제공되고, 상기 시스템은 X-선 소스, 광학 장치 및 프로세서를 포함한다. 상기 X-선 소스는 X-선 빔을 생성하도록 구성된다. 상기 광학 장치는 서로 적층된 적어도 제1 및 제2 계층을 포함하는 샘플로 상기 X-선 빔을 지향하도록 구성되며, 상기 X-선 빔은 상기 제1 및 제2 계층이 각각 제1 및 제2 고 종횡비(HAR) 구조를 포함하는 샘플 위치에 입사한다. 상기 프로세서는 (a) 검출기를 사용하여 상기 샘플과 상기 X-선 빔 사이의 기울기 각도의 함수로서 상기 X-선 빔에 응답하여 상기 샘플 위치에서 방출되는 X-선 산란 프로파일을 측정하고, (b) 상기 기울기 각도의 함수로서 측정된 상기 X-선 산란 프로파일에 기초하여 상기 제1 및 제2 계층 사이의 시프트와 상기 제1 및 제2 층계의 특징 기울기를 추정, 하도록 구성된다.
본 발명은 다음의 도면과 함께 취해진 그 실시 예에 대한 다음의 상세한 설명으로부터 보다 완전히 이해될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 투과 X-선 임계 치수(T-XCD) 계측 시스템의 개략적인 등각투상도이다.
도 2a-2d는 본 발명의 일 실시 예에 따른, 고 종횡비(HAR) 구조의 2개 층의 스택의 개략적인 등각 투상도, 및 2개 층의 시프트 및 기울기의 도면이다.
도 3a-3c는 본 발명의 일 실시 예에 따른, (a) 높고 낮은 강도 회절 차수를 나타내는 긴 획득 시간을 가지고, (b) 더 높은 강도 회절 차수만을 보여주는 더 짧은 획득을 위해, (c) 어레이로부터의 고강도 회절 차수 및 CMOS 로직과 같은 기본 구조로부터의 "기생" 산란에 대해, ω, χ = 0°에 대한 고급 3D NAND 메모리를 나타내는 2개의 층 HAR 구멍의 시뮬레이션된 강도 분포이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른, JSX = -20nm, JSY = 20nm의 2개 층 HAR 시프트 구멍, 및 TiltX1 = -0.4˚, TiltX2 = 0.4˚의 기울기에 대해 7 피크를 가진 시뮬레이션된 1D 강도 프로파일이며 최상의 피팅이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른, HAR 구조의 시프트 및 평균 기울기의 X-선 T-XCD 계측 방법을 개략적으로 예시하는 흐름도이다.
개요
본 명세서에 기술된 본 발명의 실시 예는 투과 소 각도 X-선 산란(T-SAXS)을 사용하여 산란 물체(구조)의 어레이를 측정하는 시스템 및 방법을 제공한다. 투과 CD-SAXS(Critical-Dimension SAXS)라고도 하는 이 기술은 입사 X-선 빔이 반도체 웨이퍼와 같은 샘플의 제1 면을 조사하고 빔이 샘플을 통과하고, 그 후 산란 강도가 샘플의 제2 면에 있는 검출기로 측정되는 기하학적 형상을 가리킨된다. 따라서 이 기술은 표면 아래에 매립되어 있거나 광학적으로 불투명한 구조를 측정할 수 있다. SAXS 측정의 양태는 예를 들어 상기 인용된 PCT 국제 공개 WO 2020/008420에서 다루어진다.
일부 실시 예에서, 구조의 어레이로부터의 X-선 산란은 위치-민감성 X-선 검출기 상의 강도 분포에서 일련의 피크로서 관찰된다. 인접한 피크 사이의 간격은 주기적 어레이의 경우 인접한 물체 사이의 간격으로 정의되는 주기 P와 비 주기적 어레이의 평균 간격에 반비례한다. 이러한 피크의 상대적 강도는 산란 구조의 모양과 크기에 따라 달라지므로 임계 치수를 판정하는 수단을 제공한다.
본 발명의 실시 예들은 반도체 웨이퍼 분석과 같은 다양한 응용에 적용될 수 있으며(그러나, 이에 제한되는 것은 아님), 용어 "웨이퍼"와 "샘플"은 본 특허 출원에서 상호 교환적으로 사용된다.
상기 언급된 CD-SAXS 기술은 본 특허 출원에서 투과 X-선 임계 치수(T-XCD) 계측이라고도 한다. (XCD는 Bruker Corp.의 등록 상표이다.) 이 기술은 1 마이크로 미터 미만의 피치를 가진 구조의 어레이로부터 파장이 ~ 0.1nm인 X-선의 작은 각도의 X-선 산란을 기반으로 한다. 이 기술은 필름의 높이(들), 너비(들), 각도, 두께 및 밀도와 같은 산란 구조의 평균 형상 파라미터를 포함하지만 이에 제한되지 않는 다수의 파라미터를 측정할 수 있다. T-XCD는 거칠기 및 피치 변화와 같은 장애 파라미터에 민감하다.
T-XCD 기술은 예를 들어 패터닝 공정에 사용되는 비교적 얇은 ~ 1㎛ 탄소 하드 마스크부터 복잡한 다층의 매우 깊은 > 10㎛ 메모리 홀까지 다양한 재료와 치수를 측정할 수 있다. 이 기술은 비정질, 다결정 및 단결정 재료로 구성된 미세 구조에 사용될 수 있으며, X-선 산란 강도는 주변 환경에 대한 산란 구조의 전자 밀도 차이에 비례한다.
가장 일반적으로 T-XCD 기술을 사용하는 경우, 샘플 구조 및 재료, 기기 및 측정의 현저한 특징을 시뮬레이션하는 물리적 모델이 구축된다. 이 모델에서 예상되는 강도 분포는 일반적으로 범용 고성능 컴퓨터에서 계산된다.
고 종횡비(HAR) 구조의 시프트 및 기울기를 측정하는 것은 매우 어렵다. HAR 어레이는 반도체 및 관련 산업에서 사용된다. 적층형 HAR 구조는 최신 세대의 3D NAND 플래시뿐만 아니라 위상 변화(PM) 장치와 같은 기타 고급 메모리 기술에 사용될 것이다. 여기서, 종횡비는 측 방향 치수에 대한 횡단(웨이퍼의 면의 외부로 향하는) 치수의 비율로 정의된다. 본 맥락에서, 종횡비가 10 : 1 보다 큰 구조를 HAR 구조로 간주한다.
본 발명의 실시 예들은 적어도 2개의 HAR 구조 사이의 시프트와 특정 기울기를 동시에 판정하기 위한 방법 및 상술한 투과성 기하학적 형상을 사용하는 X-선 산란계 측정(예를 들어, T-XCD)에 관한 것이다. 이 방법은 분석의 정확성, 정밀도 및 처리량 측면에서 개선을 제공한다. 분석 결과는 공정 제어에 직접 사용되거나 보다 상세한 물리적 모델을 사용하여 데이터 피팅을 위한 의미있는 시작 값 및 제약 조건을 제공하는 데 사용될 수 있다.
개시된 실시 예는 T-XCD가 단일 층 및 적층형 HAR 구조 모두의 구조적 파라미터의 측정에 특히 적합함을 보여준다. 구체적으로, 본 발명의 실시 예는 SAXS 특성화 및 서로 위에 적층된 적어도 2개의 HAR 구조 어레이 사이의 시프트 및 기울기의 계측 방법에 관한 것이다. 특징 기울기는 평균 기울기일 수 있으며, 일부 경우에는 두 어레이 사이의 상대적 기울기일 수 있다. 본 문맥에서, "구조의 어레이 사이의 시프트"(오버레이라고도 함)라는 용어는 웨이퍼의 평면에서 구조의 어레이 사이의 측면 이동을 의미한다. 용어 "구조 어레이의 기울기"는 구조가 샘플 평면에 대한 법선에 대해 배향되는 평균 각도와 같은 구조 어레이의 평면의 특징적인 각도를 가리킨다.
본 발명의 일부 실시 예에서, 계산 및 측정된 강도는 수치 적합도 피팅(GOF) 파라미터를 사용하여 비교되고, 모델 파라미터는 계산된 데이터와 측정된 데이터 사이의 차이를 최소화하도록 조정된다. 피팅된 데이터 세트는 샘플의 다른 배향에 대한 회절 피크의 강도 분포와 같은 하나 이상의 1D 데이터 세트 또는 산란된 강도 패턴의 일련의 2D 이미지를 포함할 수 있다.
대안으로, 하나 이상의 회전 각도에 대한 1D 강도 프로파일 및/또는 2D 이미지를 포함할 수 있는 측정으로부터의 원시 데이터는 직접 또는 일부 전처리 후에 기존의 다중 선형 회귀과 같은 모델 없는 회귀 엔진 또는 기계 학습 알고리즘(예를 들어, Scikit-Learn 또는 TensorFlow와 같은 패키지에서 제공되는 알고리즘)에 공급될 수 있다. 그런 다음 회귀 모델을 사용하여 측정된 데이터를 사용하여 구조 파라미터에 대한 유용한 예측을 할 수 있다. 일반적으로 이러한 접근 방식은 신뢰할 수 있는 회귀 기반 모델을 개발하기 위해 측정된 참조 데이터의 높은 샘플링이 필요하지만, 대안적으로, 대략적인 물리적 모델을 사용하는 순방향 시뮬레이션을 사용할 수 있다. 다른 실시 예에서, 비선형 회귀 모델이 사용된다.
개시된 기술은 적층된 HAR 구조의 상대적 시프트 및 기울기의 파라미터뿐만 아니라 다른 파라미터가 스크라이브 라인의 두 테스트 구조 및 다이 본체 내의 장치 자체에서 측정될 수 있도록 한다. 일부 파라미터는 테스트 구조에 없는 다른 기능(예를 들어, 국소 응력을 도입하는 구조의 영향을 받는 기울기)의 영향을 받을 수 있기 때문에, 단순화된 테스트 구조보다는 장치에서 측정할 수 있는 기능이 유리하다.
일부 실시 예에서, 2개 이상의 층 사이의 하나 이상의 각각의 시프트와 구조의 평균 기울기를 가진 HAR 구조의 서로 적층된 적어도 제1 및 제2 계층을 구비하는 샘플 위치에서, 샘플에서 주어진 각도로 입사하는 X-선 빔을 생성하고 지향시키는 단계를 포함하는 방법이 제공된다. 측정 중에, 샘플은 가변적으로 회전하고 샘플 위치로부터 방출되는 X-선 산란 신호는 샘플 기울기 각도의 함수로서 측정된다. 제1 층과 제2 층 사이의 시프트와 제1 계층 및 제2 계층의 평균 기울기는 샘플 회전 각도의 함수로서 측정된 X-선 산란 신호를 기반으로 추정된다.
일 실시 예에서, 추정은, (i) 제1 계층과 제2 계층 사이의 상대적 시프트 및 기울기의 함수로서 X-선 산란 프로파일의 모델을 정의하고, (ii) 측정된 X-선 산란 프로파일을 모델에 대해 피팅하고, 피팅으로부터 추정된 시프트 및 기울기를 추출함으로써 수행된다.
다른 실시 예에서, 측정 시간을 감소시키기 위해, 방법은 위치로부터 회절된 신호의 대칭 특성을 이용하여 위치-민감성 X-선 검출기를 통해 다수의 관심 영역(ROI)으로부터의 X-선 산란 측정을 결합한다. 검출기의 각기 다른 ROI는 샘플로부터의 산란의 다양한 각도 범위에 대응하고; 따라서 "ROI"와 "각도 범위"라는 용어는 상호교환적으로 사용된다.
시스템 설명
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 투과 X-선 임계 치수(T-XCD) 계측 시스템(100)의 개략적인 등각도이다. 시스템(100)은 리소그래피 패턴화된 피처를 갖는 실리콘 웨이퍼와 같은 거시적으로 평면인 샘플(102)의 물리적 특성을 분석하는 데 사용된다. 샘플(102)은 축의 3차원 세트를 정의하고, 샘플은 축의 xy 평면에 놓여 있고 샘플에 수직인 z 축을 정의하는 것으로 가정된다. 일반성을 잃지 않고 xy 평면은 수평으로 간주되며 샘플도 마찬가지이다.
시스템(100)과 유사한 시스템은 상술한 국제 특허 출원 공개 WO 2020/008420에 설명되어 있으며, 그 개시 내용은 여기에 참조로 포함된다.
샘플(102)은 샘플을 통해 X-선이 투과되도록 하는 "척"이라고도 하는 샘플 지지대(103)에 장착된다. 일반적으로 척(103)은 링형 샘플 지지대를 포함하지만 샘플을 위한 3점 키네마틱 마운트와 같은 다른 설계도 가능하다. 척(103)은
Figure pat00001
-테이블(105)("모션 스테이지" 또는 "프로세서 제어 테이블"이라고도 함)에 장착된다. 테이블(105)은 세 방향(X, Y 및 Z)을 따라 샘플(102) 위치를 정확하게 조정하고 두 각도(Y 축에 대한 입사각 ω, 및 X 축에 대한 방위각
Figure pat00002
)에서 샘플(102) 방향을 조정하기 위해 프로세서(108)에 의해 지시된 대로 제어 장치(미도시)에 의해 제어된다. 스테이지는 또한 샘플의 표면에 수직인 z-축에 대한 샘플(102)의 회전
Figure pat00003
를 설정하도록 구성된다.
시스템(100)은 고전압 전원 공급 장치(PSU)에 의해 구동되는 고휘도 X-선 소스(107)와 같은 여기 소스를 더 포함한다. 일부 실시 예에서, 소스(107)는 샘플(102)을 투과하기에 적합한 에너지, 예를 들어 몰리브덴(17keV), 은 또는 인듐, 플럭스 및 각도 발산으로부터의 특성 Kα 방사선을 갖는 X-선 빔(104)을 방출한다. X-선 빔은 X-선 광학 장치(109)를 통과하며, 이는 슬릿과 같은 어퍼처, 결정 또는 다층 미러와 같은 회절 엘리먼트를 포함하여 강도, 공간(스폿 크기), 각도(시준) 범위 및 에너지 범위(단색 성) 측면에서 빔의 속성을 조정한다. 빔의 속성은 측정되는 샘플의 구조에 따라 조정된다. 적응된 X-선 빔은 적어도 하나의 방향으로 샘플(102)의 작은 구역, 영역(110), 일반적으로 직경이 100㎛ 미만인 지점에 입사하고, 일반적으로 최소 1 미리라디안(mrad) 미만의 각도 해상도로 시준된다.
일부 실시 예에서, 픽셀화된 검출기와 같은 검출기 어셈블리(106)는 하나 이상의 영역(116)(이하, 관심 영역(ROI)(116)이라고도 함)에서 검출기 어셈블리(106)에 충돌하는 빔(114)의 X-선 광자를 검출하도록 구성된다. 각 ROI(116)는 샘플(102)로부터의 산란의 각각의 각도 범위에 대응한다. 일 실시 예에서, X-선 불투명 또는 부분 불투명 재료로 만든 빔 차단기(미도시)는 샘플(102)과 검출기(106) 사이에 위치하고, 조사 검출기(106)로부터 빔(116)의 적어도 일부를 차단하도록 구성된다. 다른 실시 예에서, 빔 차단기는 생략될 수 있다.
빔 경로는 공기에 의한 산란을 줄이기 위해 주변 공기 내에 또는 부분 진공 상태 일 수 있지만, 일반적으로 이 부분 진공은 X-선 빔 에너지> 10keV에 필요하지 않다.
입사 X-선의 일부는 샘플 상의 구조로부터 여러 빔으로 산란되고, 강도 분포(카운트 대 픽셀)는 2D 픽셀화된 X-선 검출기(106)에 의해 측정된다. Si, CdTe 또는 기타 감지 재료가 있는 CMOS 검출기 및 HPC(하이브리드 광자 계수) 검출기를 포함하는(그러나, 이에 한정되지 않음) 다수의 X-선 검출기 기술이 이러한 측정을 하는 데에 적합하다.
도시된 실시 예에서, 픽셀화된 검출기(106)는 샘플 표면에 대해 그리고 그에 대한 수직 방향으로 회절 차수(114)(즉, 샘플(102)의 영역(110)에 의해 회절된 X-선 광자의)를 측정한다. 회절된 X-선(114)은 영역(110) 내의 패턴화된 구조의 기하학적 특성을 나타낸다. 이 설명의 맥락에서 X-선 회절은 타겟의 거시적(예를 들어, 원자가 아닌) 기하학적 속성에 대한 상술한 정보를 보유하는 X-선 산란의 특정 형태이다.
샘플의 구조로부터 발생하는 특징적인 X-선 산란에 해당하는 피크의 강도는 소프트웨어에 의해 식별되고, 그 후 순 강도(배경 위의 강도)가 판정된다. 측정된 각도 스펙트럼과 계산된 각도 스펙트럼 간의 차이는 아래 도 4에 설명된 바와 같이 피팅 파라미터를 자동으로 조정하는 선형 회귀 알고리즘에 의해 최소화된다.
일반적으로 입사 X-선 빔의 각도 해상도 및 치수, 샘플 스캔 범위 및 각 단계에서의 단계 크기 및 카운트 시간과 같은 대부분의 측정 정보는 측정 전에 엔지니어 또는 운영자가 지정하지만 일부 파라미터는 픽셀화된 검출기(106)에 기록된 정렬 게이지 및 X-선 강도에 기초하여 측정 중에 동적으로 판정될 수 있다. HAR 구조의 측정에서 스캔되는 전형적인 각도 범위는 수 도(°)이다.
광학 자동 시준기 및 삼각 측량 게이지, 기계적 경사계 또는 샘플 미스컷이 적절하게 처리될 때의 X-선 회절을 포함하지만 이에 제한되지 않는 입사 X-선 빔(104) 방향과 같은 일부 기준에 대한 샘플(102)의 표면 방향을 판정하기 위해 다수의 게이지 및 이들의 조합을 사용할 수 있다.
y 축(ω)을 중심으로 샘플(102)을 회전시키는 것은 xz 평면의 피처가 프로브되는 것을 허용하고, x 축(χ)을 중심으로 회전하는 것은 yz 평면의 피처가 프로브되는 것을 허용한다. 샘플은 x 또는 y 축을 따라 독립적으로 또는 특정 비율로 함께 병진이동될 수 있다. 스캔된 각도의 범위, 모션 유형(단계적 또는 연속적), 단계 크기 및 단계당 획득 시간 및 기타 측정 정보는 시스템(100)의 프로세서(108)에 의해 자동으로 실행되는 "레시피"에 포함된다.
예를 들어, 수 밀리미터 치수의 인-다이 구조는 수백 마이크로미터 범위에서 더 큰 스팟 크기로 측정할 수 있는 반면, 다이 사이의 좁은 스크라이브 라인 영역에 있는 작은 테스트 패드에는 직경 50㎛ 미만의 빔 FWHM가 필요하다. 또한, 시준은 측정할 어레이의 피치에 의해 결정되며, 더 높은 시준 각도는 더 큰 피치 구조에 필요하고 더 낮은 각도의 시준 및 그에 따른 더 높은 강도가 더 작은 피치 구조의 측정을 위해 더 최적화된다. 적층형 HAR 구조의 측정에 사용되는 피치 및 발산의 대표값은 각각 150nm 및 0.5mrad이다.
도시된 바와 같이, 빔(104)은 영역(110)에 시준되거나 포커싱된다. X-선 빔(104)은 일반적으로 300mm 실리콘 웨이퍼 또는 약 750㎛ 두께를 갖는 쿠폰인 샘플의 전체 두께를 투과할 수 있다. 밀봉 및 회전 양극 소스, 액체 금속 제트 소스 및 소형 가속기 기반 소스를 포함하는(그러나 이에 한정되지 않는) 다수의 소스 기술이 이러한 에너지의 X-선을 생성할 수 있다.
위에서 언급한 바와 같이, 빔(102)은 샘플(102)의 표면(112)의 피처에 의해 회절되어 회절 빔(114)을 형성한다. 명확성을 위해, 표면(112)은 샘플(102)의 상단 표면을 포함하는 것으로 가정되지만, 표면(112)은 샘플의 상단 또는 하단 표면이라는 것을 이해할 것이다. 샘플(112)의 다른 표면은 일반적으로 평면이다. HAR 구조에서 표면(112)으로부터의 회절은 후술하는 회절빔의 시프트 및 기울기 모델에 의해 설명된다.
시스템(100)은 시스템(100)을 운영하기 위해 프로세서의 메모리에 저장된 소프트웨어를 사용하는 프로세서(108)에 의해 운영된다. 소프트웨어는 예를 들어 네트워크를 통해 전자적 형태로 프로세서(108)에 다운로드될 수 있거나, 대안적으로 또는 추가적으로, 자기, 광학 또는 전자 메모리와 같은 비 일시적 유형 매체에 제공 및/또는 저장될 수 있다. 프로세서(108)는 전형적으로 그래픽 사용자 인터페이스(GUI) 및 키패드 또는 포인팅 장치, 또는 프로세서용 터치 스크린과 같은 입력 장치(둘 다 도시되지 않음)를 사용한다. 시스템(100)의 사용자는 GUI 및 입력 장치를 통해 시스템으로부터 결과를 수신할 뿐만 아니라 시스템에 대한 동작 파라미터의 값과 같은 입력을 시스템에 제공할 수 있다.
다양한 실시 예에서, 도 1에 도시된 시스템의 상이한 전자 엘리먼트는 하나 이상의 개별 구성 요소, 하나 이상의 ASIC(Application-Specific Integrated Circuit) 및/또는 하나 이상의 필드프로그래머블 게이트 어레이(FPGA)를 사용하는 것과 같이 적절한 하드웨어를 사용하여 구현될 수 있다. 예를 들어, 검출기 어셈블리(106)의 판독 회로 중 일부는 이러한 방식으로 구현될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같은 시스템(100)의 구성은 순수하게 개념적 명확성을 위해 선택된 예시적인 구성이다. 대안적인 실시 예에서, 임의의 다른 적절한 구성이 사용될 수 있다. 예를 들어, 소스와 검출기는 동축으로 회전하는 반면 척은 필요에 따라 병진이동하지만 회전하지는 않는다.
고 종횡비 구조의 스택 간 시프트 및 기울기
도 2a-2d는 본 발명의 실시 예들에 따른, HAR 구조의 2개 층의 스택의 개략적인 등각투상도, 및 2개 층의 시프트 및 기울기의 도면이다. 본 설명에서, 용어 "층" 및 "계층"은 상호교환적으로 사용된다. 도 2a는 도 2a에서 패턴화된 구멍인 HAR 구조의 하부 층(202) 및 상부 층(204)을 도시한다.
도 2b 및 2c는 각각 xy-평면에서의 리소그래피 시프트(214)(층(2)의 상부에서 층(1)의 상부로) 및 조인트 시프트(212)(층(2)의 하부에서 층(1)의 상부로)의 탑다운도이다. 도 2d는 xz-평면 및 2개의 층의 y-축에 대한 상이한 기울기(222 및 224)를 보여주는 측면도이다.
도 2b 및 2c에 도시된 바와 같이, 시프트 및 평균 기울기 파라미터는 모두 x 및 y 방향으로의 구성요소(JSX, JSY, TiltX1, TiltY1, TiltX2 및 TiltY2)를 가진 벡터(각각
Figure pat00004
및
Figure pat00005
)이다.
적층 구조를 설명할 때 사용되는 시프트에 대한 두 가지 일반적인 정의가 있는데: 리소그래피로 인한 시프트(LS 또는 오버레이)는 두 계층의 구멍의 상단 사이의 벡터 오프셋으로 정의되고, 및 조인트 시프트(JS)는 구멍의 하단 층 상단과 상단 층 하단 사이의 경계면에서 벡터 오프셋을 나타낸다. 평균 및 상대적 기울기는 개별 층 기울기에서 판정된다. 따라서 시프트 및 평균 기울기는 다음과 같이 주어진다.
Figure pat00006
Figure pat00007
개시된 발명의 일부 실시 예에서, 개시된 기술의 목적은 4개의 파라미터 JSX, JSY, TiltX, TiltY를 판정하는 것이다.
도 2a-2d에 도시된 예시는 순수하게 개념적 명확성을 위해 선택되었다. 도 2a-2d는 본 발명의 일 실시 예만을 도시한다. 예를 들어, 당업자에게 발생하는 것과 같이, 바와 같은 다른 패턴이 분석될 수 있다. 시프트 및 기울기의 다른 정의를 사용할 수 있다. 또한, 도 2a-2d는 HAR 구조의 2개의 계층을 나타내지만, 일반적으로 개시된 기술은 2개 이상의 계층 사이에 하나 이상의 각각의 시프트를 사용하여 서로 위에 적층된 2개 이상의 HAR 구조를 갖는 HAR 구조를 기술하고 분석할 수 있다. 이러한 구조에서 평균 기울기는 2개 이상의 계층의 것이다.
회절 데이터 수집
일부 실시 예에서, 계측 세션 동안, 2D 회절 강도 분포가 각각 다양한 샘플 기울기 각도 ω 및 χ에 대해 측정되고, 그런 다음 이들 데이터는 그것들의 상대적 시프트 및 기울기에 추가하여 구멍의 형상을 판정하기 위해 구조의 상세한 물리적 모델을 기반으로 시뮬레이션된 강도 분포로 동시에 피팅된다. 그러나 이것은 강도 분포가 광범위한 강도에 걸쳐 측정되기 때문에 측정 및 분석 측면 모두에서 상대적으로 긴 프로세스가 될 수 있다. 이러한 제한을 극복하기 위해, 일부 실시 예에서, 방법은 산란된 신호의 공간 대칭 특성을 이용하여 샘플 상의 임의의 측정된 위치에 대해 검출 어셈블리(106)에 대한 ROI와 같은 다수의 ROI로부터의 X-선 산란 측정을 결합할 수 있다. 그래도, 충분한 신호를 획득할 수 있다면 이 방법은 단일 위치(즉, 단일 ROI)에서 쉽게 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따라, 도 3a-3c는, (a) 높은 강도와 낮은 강도의 회절 차수(302)를 나타내는 긴 획득 시간을 가지고, (b) 더 높은 강도 회절 차수(304) 만을 나타내는 더 짧은 획득에 대해, (c) CMOS 로직과 같은 기본 구조로부터의 어레이 및 "기생" 산란(338)으로부터의 고강도 회절 차수(306)에 대해, ω, χ = 0°에 대한 고급 3D NAND 메모리를 나타내는 2층 HAR 구멍의 시뮬레이션된 강도 분포이다.
도 3a는 가장 가까운 이웃 거리가 150nm, 직경이 100nm이고, 층당 높이가 4um인 2-층 HAR 구조 구멍의 육각형 배열로부터의 시뮬레이션된 회절 패턴(302)을 도시한다. 볼 수 있듯이, 산란 패턴은 각도
Figure pat00008
를 따라 60° 각도 대칭을 갖는 방사형 대칭을 가지고 있다. 측정 동안, 검출 어셈블리(106)는 회절 차수(114)의 각각의 주어진 산란 각도에서 강도 변화를 획득한다.
본 방법의 일 실시 예에서, 도 3b 및 도 3c에 도시된 바와 같서, 검출 어셈블리(106)는 각각 하나 이상의 ROI(334 및 336) 내의 강도를 동시에 측정한다. 일반적으로, 다양한 ROI 내의 강도는 추가(적절한 대칭 반전 또는 회전을 적용한 후)에 의해(예를 들어, 프로세서(108) 또는 검출기(106)의 mux 기능에 의해) 결합되지만, 감산과 같은 다른 연산이 구조에 대한 관심 파라미터에 대한 개선된 민감도를 제공한 경우에 사용될 수 있다.
ROI(예를 들어, ROI(334 및 336))의 수, 모양, 크기 및 위치는 구조에 대해 소프트웨어적으로 최적화될 수 있으며, 일반적으로 고강도, 저 차수 회절 피크를 포함하고 직사 빔 또는 그 일부를 제외한다.
일부 실시 예에서, 회전 각도의 함수로서 1D 강도 프로파일을 얻기 위해 상이한 ROI 측정이 결합된다. 이 프로시저는 상이한 회전 축에 대한 스캔으로 한 번 이상 반복될 수 있으며, 테이블(105)은 예를 들어, χ 축이 고정된 ω 축(3B), ω 축이 고정된 χ 축(3C) 또는 ω-및 χ-축 둘 다 일부 비율로 함께 스캔되는, 샘플 회전을 수행한다. X 방향과 Y 방향의 경사 및 기울기 구성 요소를 판정할 수 있도록 상이한 스캔이 선택된다.
가능한 경우 ROI는 x-구성 요소의 시프트 및 기울기가 y-구성 요소에 미치는 영향을 최소화하도록 선택되며 그 반대의 경우도 마찬가지이다. 더욱이, ROI는 기기로부터 또는 관심 HAR 구조 위 또는 아래의 구조로부터 기생 산란을 방지하도록 설정될 수 있다.
도 3b 및 3c는 도 3a에 비해 획득 시간이 감소된 3D NAND 채널 구멍의 2층 스택으로부터 시뮬레이션된 강도 분포에 대한 예시적인 ROI를 도시한다. ROI(334)는 기생 산란이 없는 샘플로부터의 ω 스캔에 일반적이다. 가능한 ROI(336)는 관심 HAR 구조(십자형 산란(338)) 하의 CMOS 회로의 하부 금속 구조로부터 기생 산란 패턴(338)을 갖는 샘플로부터의 χ-스캔에 사용된다. ROI의 강도가 결합되어 주어진 기울기 각도 데이터에 대한 1D 회절 강도를 생성한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 시뮬레이션된 1D 회절 강도 프로파일이고 JSX = -20nm, JSY = 20nm 및 TiltX1 = -0.4°, TiltX2 =0.4°의 기울기의 2층의 HAR 시프트 구멍에 대해 7-피크에 가장 잘 피팅한다. 특정한 도시된 강도 프로파일(402)은 -2.5°와 + 2.5° 샘플 경사 사이의 샘플 기울기 각도 ω의 함수로서 주어진 1D 회절 강도 프로파일이다. 상술한 바와 같이, 프로파일(402)은 검출기(106)의 다수의 ROI로부터 획득된 측정을 결합함으로써 획득된다.
일 실시 예에서, 프로파일(402)과 같은 1D 회절 강도 프로파일은 다수의 피크를 포함하는 각도 u의 가우스 함수 세트와 같은 하나 이상의 국부 최대 값을 갖는 함수 세트, 즉 함수
Figure pat00009
, A, B, C, D, E, F > 0와 같은 2개 이상의 국부 최대값을 가지고 각각 피팅되고, 피크들의 각도 αj, 면적, 높이 및/또는 너비는 선형 회귀를 사용하여 최적화된다. (일부) 피크 너비 및 상대 위치의 동일성과 같은 제약 조건을 사용하여 피크 피팅을 더 견고하게 만들고 피크 순서가 변경되지 않도록 할 수 있다.
이러한 모델의 대표적인 예가 도 4에 도시되어 있는데, 이는 일정한 배경 위에 7개의 가우스 피크(2-8로 표시됨)로 구성되고 가장 높은 피크는 "5"로 표시된다. 도시된 바와 같이, 피크 2, 3 및 6의 삼중 선(triplet)과 피크 4, 7 및 8의 삼중 선은 함수 f(u)와 같은 3개의 최대값의 가우시안 함수(404 및 406)의 국소 최대 값이다.
개시된 기술의 일부 실시 예는 다중 선형 회귀(후술 됨)와 같은 회귀 모델을 사용하여 HAR 시프트 및 기울기를 추출하기 위해 도 4에서와 같은 데이터에 대한 피크 피팅을 제공한다. 예를 들어 R2 및 평균 제곱 오차 통계(MSE), 즉, 가장 높은 R2(일반적으로> 0.9) 및 가장 작은 MSE를 가진 파라미터를 사용하여 시뮬레이션에 대한 입력 파라미터와의 상관 관계를 기반으로 피크 피팅에서 최상의 파라미터를 선택한다.
강도 프로파일의 파라미터 및 그에 따른 피크 피팅 파라미터는 상호 의존적이므로 예를 들어 도 4에서의 피크(5)의 위치는 조인트 시프트 구성 요소와 평균 시프트에 따라 달라지는 반면, 좌측((3,4) 및(6,7))의 더 작은(꼬리) 피크의 강도 비율은 주로 조인트 시프트와 상관된다. 따라서 시프트 및 평균 기울기를 모두 판정하기 위해, 경험적 피크(empirical peaks)의 위치와 강도를 결합하여 함께 사용한다.
본 예시에서, JS와 기울기는 주 피크(5)의 위치에 대한 예측 변수이며, 위성 피크의 강도 비율은 다음과 같다:
R37 =(Height3 - Height7) /(Height3 + Height7)
R46 =(Height4 - Height6) /(Height4 + Height6)
따라서 예를 들어 도 4를 분석하기 위한 다중 선형 회귀 모델을 적용하여 R2 값과 회귀 방정식을 구할 수 있다. 이 예에서는, JSX, JSY, AverageTiltX, AverageTiltY의 4가지 파라미터를 판정하기 위해 ω-및 χ-스캔 모두에 대한 주 피크 위치 및 꼬리 피크 비율이 설명 변수로 포함되었다.
상술한 피크 높이 비율과 주 피크(5)(Pos5)의 위치로부터 이러한 파라미터를 판정하기위한 표현식의 대표적인 예는 다음과 같다:
방정식 1
JSX = 0.0934 - 106.527 * R37 - 13.228 * Pos5
JSY = 4.190 + 15.404 * R37 + 112.537 * Pos5
TiltX = -0.00376 + 1.125 * R37 - 0.866 * Pos5
TiltY = -0.0373 + 0.832 * R37 - 1.193 * Pos5
RelativeTiltX 및 RelativeTiltY를 판정할 수 있는 기능을 제공하는 ω-및 χ-스캔의 주 피크 폭으로부터 추가 회귀 방정식 세트를 구성할 수 있다.
다른 구조에 대해 최적의 피크 피팅 파라미터의 다른 조합을 찾을 수 있음에 유의하라.
시뮬레이션을 기반으로 회귀 방정식(예를 들어, 방정식 1)을 얻은 후, 위에서 사용된 바와 같이, 높은 처리량의 HAR 시프트 및 기울기 구성 요소를 판정하기 위해 피크 피팅 모델을 측정된 데이터에 적용한다.
위에서 설명한 방식으로 회귀 방정식을 구축하기 위해 시뮬레이션이 사용되었지만, 외부 참조 정보가 있는 측정 데이터가 또한 이 방법에서 사용될 수 있다. 또한, 고급 기계 학습 및 AI 기술을 사용하면 경험적 피크 피팅 단계의 필요성을 완전히 피할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 HAR 구조의 시프트 및 평균 기울기의 X-선 T-XCD 계측 방법을 개략적으로 예시하는 흐름도이다. 제시된 실시 예에 따른 알고리즘은 데이터 획득 단계(502)에서 X 및 Y 축에 대한 기울기 각도의 함수로서 HAR 구조를 포함하는 샘플(102) 영역으로부터 T-XCD 신호를 획득하는 시스템(100)으로 시작하는 프로세스를 수행한다.
다음으로, 프로세서(108)는 회절 강도 프로파일 추출 단계(504)에서 도 4에 도시된 프로파일(402)과 같은 X 및 Y 축에 대한 기울기 각도의 함수로서 1D 회절 강도 프로파일을 추출한다.
다음으로, 프로세서(108)는 최적 피팅 단계(506)에서, 각각 하나 이상의 국부 최대 값을 갖는 함수 세트를 1D 회절 강도 프로파일에 피팅하여 피팅된 피크의 강도 및 중앙 피크의 각도 위치, 최고 강도, 피크(예를 들어, 도 4에서의 피크(5)를 추출한다.
다음으로, 프로세서(108)는 HAR 시프트 및 기울기 추정 단계(508)에서 HAR 구조의 시프트 및 평균 기울기를 추정하기 위해 상대 피크 강도 및 중앙 피크의 각도 위치에 대해 선형 회귀 모델을 실행한다.
마지막으로, HAR 시프트 및 기울기 출력 단계(510)에서, 프로세서(108)는 HAR 구조의 상대적 시프트 및 기울기를 고 처리량 프로세스 제어 시스템으로 출력한다.
도 5에 도시된 프로세스 흐름이 예시로서 도시된다. 선형 회귀 모델 대신 기계 학습 모델을 적용하는 것과 같은 대안적인 단계를 수행할 수 있다.
상기 기술된 실시 예는 예시로서 인용되었으며, 본 발명은 상기에서 특별히 도시되고 설명된 것에 한정되지 않음을 이해할 것이다. 오히려, 본 발명의 범위는 상술한 다양한 피처의 조합 및 하위 조합뿐만 아니라, 상술한 설명을 읽을 때, 그리고 종래 기술에 개시되지 않은 당업자에게 떠오를 수 있는 변형 및 수정을 포함한다. 본 특허 출원에서 참조로 포함된 문서는 본 명세서에서 명시적으로 또는 묵시적으로 만들어진 정의와 상충되는 방식으로 이러한 통합된 문서에서 정의된 용어를 제외하고는 본 출원의 필수 부분으로 간주되고, 본 명세서의 정의가 고려되어야 한다.

Claims (20)

  1. X-선 측정 방법에 있어서,
    X-선 빔을 생성하고 서로 위에 적층된 적어도 제1 및 제2 계층을 포함하는 샘플로 상기 X-선 빔을 지향시키는 단계로서, 상기 X-선 빔은 상기 제1 및 제2 계층이 각각 제1 및 제2 고 종횡비(HAR) 구조를 구비하는 샘플 위치에 입사하는 단계;
    상기 샘플과 상기 X-선 빔 사이의 기울기 각도의 함수로서 상기 X-선 빔에 응답하여 상기 샘플 위치로부터 방출된 X-선 산란 프로파일을 측정하는 단계; 및
    상기 기울기 각도의 함수로서 측정된 상기 X-선 산란 프로파일에 기초하여 상기 제1 및 상기 제2 계층 사이의 시프트 및 상기 제1 및 제2 계층의 특징 기울기를 추정하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 X-선 측정 방법.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 계층의 상기 특징 기울기를 추정하는 단계는, 상기 제1 및 제2 계층의 평균 기울기, 상기 제1 및 제2 계층의 극한 기울기, 및 상기 제1 층과 제2 층 사이의 상대적 기울기 중 하나 이상을 추정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 X-선 측정 방법.
  3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 상기 시프트 및 상기 특징 기울기를 추정하는 단계는:
    상기 상대적 시프트 및 상기 특징 기울기의 함수로서 X-선 산란 프로파일의 모델을 정의하는 단계; 및
    상기 모델에 대한 측정된 상기 X-선 산란 프로파일 사이의 피트를 계산하고 상기 피트로부터 추정된 상기 시프트 및 상기 특징 기울기를 추출하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 X-선 측정 방법.
  4. 제3 항에 있어서, 상기 피트를 계산하는 단계는 회귀 모델을 상기 측정된 X-선 산란 프로파일에 적용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 X-선 측정 방법.
  5. 제3 항에 있어서, 상기 피트를 계산하는 단계는:
    다중 피크를 구비하는 함수를 상기 X-선 산란 프로파일에 피팅하는 단계; 및
    (i) 상기 피크들의 상대적 강도 및 (ii) 상기 측정된 X-선 산란 프로파일과 가장 잘 매칭하는 중앙 피크의 각도 위치에 대한 회귀 모델의 해를 푸는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 X-선 측정 방법.
  6. 제5 항에 있어서, 상기 시프트 및 상기 특징 기울기를 추정하는 단계는 상기 상대적 강도 및 상기 측정된 X-선 산란 프로파일과 가장 잘 매칭하는 상기 각도 위치로부터 상기 특징 기울기 및 상기 시프트를 추론하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 X-선 측정 방법.
  7. 제3 항에 있어서, 상기 피팅을 계산하는 단계는 비선형 회귀 모델을 상기 측정된 X-선 산란 프로파일에 적용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 X-선 측정 방법.
  8. 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 상기 시프트 및 상기 특징 기울기를 추정하는 단계는 상기 측정된 X-선 산란 프로파일에 기계 학습 모델을 적용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 X-선 측정 방법.
  9. 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 상기 X-선 산란 프로파일을 측정하는 단계는 다수의 상이한 각도 범위로부터의 다수의 X-선 산란 측정을 결합 측정된 X-선 산란 프로파일로 결합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 X-선 측정 방법.
  10. 제1 항 또는 제2 항에 있어서, 상기 HAR 구조는 구멍인 것을 특징으로 하는 X-선 측정 방법.
  11. X-선 측정을 위한 시스템으로서,
    X-선 빔을 생성하도록 구성된 X-선 소스;
    서로 위에 적층된 적어도 제1 및 제2 계층을 포함하는 샘플로 상기 X-선 빔을 지향하도록 구성된 광학 장치로서, 상기 X-선 빔은 상기 제1 및 제2 계층이 각각의 제1 및 제2 고 종횡비(HAR) 구조를 구비하는 샘플 위치에 입사하는 상기 광학 장치; 및
    프로세서로서,
    검출기를 이용하여 상기 샘플과 상기 X-선 빔 사이의 기울기 각도의 함수로서 상기 X-선 빔에 응답하여 상기 샘플 위치로부터 방출된 X-선 산란 프로파일을 측정하고; 및
    상기 기울기 각도의 함수로서 측정된 상기 X-선 산란 프로파일에 기초하여 상기 제1 및 제2 계층 사이의 시프트와 상기 제1 및 제2 계층의 특징 기울기를 추정;
    하도록 구성된 상기 프로세서;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 X-선 측정을 위한 시스템.
  12. 제11 항에 있어서, 상기 프로세서는 상기 제1 및 제2 계층의 평균 기울기, 상기 제1 및 제2 계층의 극한 기울기, 및 상기 제1 및 제2 계층 사이의 상대적 기울기 중 하나 이상을 추정함으로써 상기 제1 및 제2 계층의 상기 특징 기울기를 추정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 X-선 측정을 위한 시스템.
  13. 제11 항 또는 제12 항에 있어서, 상기 프로세서는:
    상기 상대적 시프트 및 상기 특징 기울기의 함수로서 X-선 산란 프로파일의 모델을 정의하고; 및
    상기 모델에 대한 측정된 상기 X-선 산란 프로파일 사이의 피트를 계산하고 상기 피트로부터 추정된 상기 시프트 및 상기 특징 기울기를 추출;
    함으로써 상기 시프트 및 상기 특징 기울기를 추정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 X-선 측정을 위한 시스템.
  14. 제13 항에 있어서, 상기 프로세서는 회귀 모델을 상기 측정된 X-선 산란 프로파일에 적용함으로써 상기 피트를 계산하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 X-선 측정을 위한 시스템.
  15. 제13 항에 있어서, 상기 프로세서는:
    다수의 피크를 구비하는 함수를 상기 X-선 산란 프로파일에 피팅하고; 및
    (i) 상기 피크들의 상대적 강도 및 (ii) 상기 측정된 X-선 산란 프로파일과 가장 잘 매칭하는 중앙 피크의 각도 위치에 대한 회귀 모델의 해를 구함;
    으로써 상기 피트를 계산하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 X-선 측정을 위한 시스템.
  16. 제15 항에 있어서, 상기 프로세서는 상기 측정된 X-선 산란 프로파일과 가장 잘 매칭하는 상기 상대적 강도 및 상기 각도 위치로부터 상기 시프트 및 상기 특징 기울기를 추론하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 X-선 측정을 위한 시스템.
  17. 제13 항에 있어서, 상기 프로세서는 비선형 회귀 모델을 상기 측정된 X-선 산란 프로파일에 적용함으로써 상기 피트를 계산하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 X-선 측정을 위한 시스템.
  18. 제11 항 또는 제12 항에 있어서, 상기 프로세서는 상기 측정된 X-선 산란 프로파일에 기계 학습 모델을 적용함으로써 상기 시프트 및 상기 특징 기울기를 추정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 X-선 측정을 위한 시스템.
  19. 제11 항 또는 제12 항에 있어서, 상기 프로세서는 다수의 상이한 각도 범위로부터의 다수의 X-선 산란 측정을 결합 측정된 X-선 산란 프로파일로 결합함으로써 상기 X-선 산란 프로파일을 측정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 X-선 측정을 위한 시스템.
  20. 제11 항 또는 제12 항에 있어서, 상기 HAR 구조는 구멍인 것을 특징으로 하는 X-선 측정을 위한 시스템.
KR1020210056513A 2020-05-04 2021-04-30 고 종횡비 （ｈａｒ） 구조의 스택의 시프트 및 기울기의 t­xcd(투과성 x 선 임계 치수) 특성 KR20210135422A (ko)

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